人教版八年级下12.2滑轮同步练习（含解析）

人教版八年级下 12.2 滑轮 同步练习
一、单选题
1．如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计（弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计）。下列四套装置中能实现的是（　　）
A． B． C． D．
2．如图所示，工人用动滑轮提升重物，使用动滑轮的作用是（　　）
A．既能省力，又能改变力的方向 B．既不能省力，也不能改变力的方向
C．不能省力，但能改变力的方向 D．能省力，但不能改变力的方向
3．如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1m/s 的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及绳轮间的摩擦），下列分析错误的是（　　）
A．拉力F2的功率为0.6W
B．如果增大F2，物体A可能向左运动
C．弹簧测力计读数为9N
D．物体A和地面之间的摩擦力是2N
4．如图，AB、AC、AD三个斜面的粗糙程度相同，若把同一物体分别沿三个斜面以相同速度匀速从底端拉到顶端，沿斜面AD拉动时（　　）
A．所用拉力最小 B．机械效率最低
C．拉力功率最小 D．拉力做功最少
5．用下列方法匀速提升同一重物，若不计绳子、滑轮的重力及摩擦，其中最省力的是（ ）
A． B． C． D．
6．如图所示装置，同材质的甲、乙两实心木块处于静止状态，不计滑轮重力及摩擦，则（　　）
A．甲、乙的体积之比为 B．甲、乙的质量之比为
C．甲、乙的密度之比为 D．甲、乙的重力之比为
7．如图所示，滑轮第一次受到F1的作用，第二次受到竖直向上F2的作用，物体的重力为G。在不计摩擦的情况下，将物体匀速向上提起时（　　）
A．F1＜F2
B．F2＝G
C．F1的力臂为OA
D．在F2方向上移动的距离为物体上升距离的2倍
8．用如图所示的滑轮组，匀速直线拉动水平地面上重为35N的物体，手的拉力为20N，物体移动的速度为0.1m/s，物体受到地面的摩擦力为32N，不计绳重、滑轮组的摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．滑轮组的机械效率为80% B．动滑轮重为5N
C．拉力的功率为2W D．10s内物体的重力做功为35J
9．在如图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是（ ）
A．用瓶起子开瓶盖 B．用镊子夹取砝码
C．用羊角锤拔钉子 D．用动滑轮提升重物
10．如图，甲物重25N，乙物重15N，甲乙均静止，不计测力计自重，测力计示数 （ ）
A．35N B．10N C．15N D．25N
11．如图所示，物重为G的物体在不同的简单机械中均处于平衡状态（不计机械自重和摩擦），关于拉力F1、F2和F3的大小关系，下列判断中正确的是（　　）
A．F3＜F1＜F2 B．F3＜F2＜F1 C．F2＜F1＜F3 D．F2＜F3＜F1
12．甲、乙两铁块通过滑轮组用细绳连接，吸附在竖直放置且足够长的固定磁性平板两侧，m甲=1.8kg、m乙=2kg，如图所示。甲以0.2m/s的速度竖直向下做匀速直线运动。磁性平板对甲的摩擦力大小为4N。对乙的摩擦力大小为2N（细绳足够长且始终处于竖直拉伸状态，不计绳重和绳与滑轮的摩擦，磁性平板对其他器材无磁力作用，g取10N/kg）。下列说法正确的是（　　）
A．定滑轮质量一定是0.6kg
B．甲所受拉力为22N
C．乙所受拉力的功率为2.2W
D．3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功相等
二、填空题
13．如图所示，物体A的重力为20牛，滑轮重力为2牛，弹簧测力计的示数为24牛。则物体B的重力为_________牛，物体A对地面的压力为_________牛，物体A的重力势能_______B物体的重力势能（填“大于”、“小于”、或“等于”）。
14．如图所示，小芳同学用图中所示的滑轮装置，分别用力竖直匀速提升重210N的物体，不计滑轮重、绳重和摩擦。能改变力的方向的是图 _____，拉力F丙＝_____N。
15．如图甲是同学们常用的燕尾夹，AB=BC，当用力摁住C点打开该夹子时，可把_______点看作支点，此时夹子可近似看作______（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。如图乙所示，手柄___________（选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力；螺纹_______（选填“密”或“稀”）一些的螺丝钉拧起来更省力。
16．简单机械的使用，给人们的生活带来很多便利。小华用如图甲所示的方法将被台风刮倒的树拉正，A的树干相当于_________（选填“动滑轮”、“定滑轮”或“杠杆”下同），图乙所示晾衣架在靠近天花板上的轮子是__________；如图丙所示将石碾子滚上台阶，石碾子相当于_________。
三、综合题
17．根据你所掌握的滑轮知识，完成下列表格：
18．小明家有个木衣架，有一次放学回家他把书包挂在衣架A处，衣架倒了下来，小明是个聪明的孩子，他分析了衣架倒下来的原因后，测量了如下的数据：书包质量5千克；木衣架质量3千克；圆底盘直径30厘米；其他数据如图，衣架受到重力的作用线经过圆底盘的圆心．
（1）请你通过计算，解释衣架倒下来的原因．
（2）为了防止衣架倒下来，小明提出了改进意见适当增大圆底盘直径，请你再说出一种其他方法．
19．如图所示为一款塔式起重机，工作电压为380伏．当起重机吊起500千克重物以1米/秒速度匀速上升20米时，工作电流是18安；当起重臂水平旋转，带动重物在8秒内移动16米时，工作电流是5安．
(1)如果起重臂加长，那么平衡块质量应该________(填“增加”或“减小”)．
(2)请计算在整个过程中，起重机钢绳对重物所做的功和起重机将电能转化成机械能的效率(保留小数到0.1％) _________．
20．阅读《桔槔和辘轳》，回答问题。
桔槔和辘轳
中国古代五大农书之首《齐民要术》中清楚的记载着：“井深用辘轳，井浅用桔槔。”桔槔是人类最早发明的简单汲水工具，如图甲所示，在其横长杆的中间由竖木支撑或悬吊起来，横杆的一端用一根绳与汲器相连，另一端绑上或悬上一块重石头。这个石头不能太重，也不能太轻，太重落桶时费力，太轻提水时费力。石头到底多重呢？假设落桶与提水时人施加在绳上的力的大小均为F，只不过落桶时F方向向下，提水时F方向向上，不计桶本身重力，利用杠杆平衡条件，我们可以计算出对于等臂的桔槔，石头重G石=，也就是石头的重力是所汲水重的一半。
桔槔只能在浅水中汲水，无法满足深井汲水的需求，极大限制了农业发展。辘轳的出现，弥补了桔槔的功能缺陷，既省力，又便于深井汲水，满足了人们农业生产和日常生活方面对水资源的进一步需求（如图乙所示）。辘轳是典型的轮轴，其结构如图丙所示，半径较大的是轮，半径较小的是轴，轮轴是能够连续转动的杠杆，支点就在转轴线上。R为轮半径，r为轴半径，F1为作用在轮上的力，F2为作用在轴上的力，当轮轴匀速转动时，有F1R=F2r，且R>r，所以F1根据上述材料，回答下列问题。
（1）与桔槔相比，辘轳的优势是______（写出一条即可）；
（2）辘轳是______杠杆；（选填“省力”或“费力”）
（3）用桔槔汲水时，不计桶本身重力，设所提水重为G水，石头重为G石，动力臂为l1，阻力臂为l2，提水时人施加在绳上的力F方向向上，如果桔槔匀速转动，根据杠杆平衡条件，下列关系式符合提水情景的是______；（选填选项前的字母）
A．G水l1=G石l2 B．(G水-F)l1=G石l2 C．(G水+F)l1=G石l2
（4）使用辘轳时，若想更加省力，可以进行改进，请你列举出一条______。
21．小明利用硬棒(质量可忽略不计)、细线、若干物体、刻度尺等器材来测量物体的重力、某种油的密度ρ油．
(1)如图甲所示，物体A重8 N，保持O1点位置不变，在C处挂上物体B，要计算出物体B的重力值，需要测量的量是___________；再挂上不同重力的物体，移动物体A的位置，每次都使硬棒在水平位置平衡，计算出待测物的重力值，分别在O1E上物体A所挂处标出相应的重力值所对应的刻度，就制成了一根能直接读出待测物体重力的杠杆，那么，该杠杆的刻度均匀吗？_____________．
(2)小明继续实验．首先，用细线系在硬棒的中点O2并把硬棒悬挂起来，硬棒在水平位置平衡；然后，将物体M挂在硬棒的右端点E、密度为ρ的金属块N挂在硬棒的左端点C，使硬棒在水平位置再次平衡；最后，当把金属块N浸没在待测密度的油中，把物体M从E点移动到D点时，硬棒第三次在水平位置平衡，如图乙所示．如果用L1表示O2、C两点间的距离，用L2表示O2、D两点间的距离，则ρ油＝ ___________ρ ．(请用L1、L2、ρ表示)
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
由于绳和滑轮之间摩擦不计，但弹簧测力计的重力对实验会产生影响，根据定滑轮不能省力的特点，结合“通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小”，逐个分析弹簧测力计的重力对测量结果的产生的影响，然后即可判断。
【详解】
AC．在AC两图中，钩码挂在拉环上（即左边测力计倒置使用），因为弹簧测力计本身有重力，所以此时测力计显示的示数等于测力计自身的重力与钩码重力之和，则不能直接显示出钩码的重力大小，故AC项不符合题意；
B．在B图中，钩码挂在挂钩上（即左边测力计正常使用），所以能直接显示出钩码的重力大小，右边的测力计倒置使用，此时右边测力计的示数等于左边测力计的重力与钩码重力之和，而左边测力计的示数等于钩码的重力，所以两边测力计的示数不相等，不能得出正确结论，故B项不符合题意；
D．在D图中，钩码挂在挂钩上（即左边测力计正常使用），所以能直接显示出钩码的重力大小，设两测力计的重力均为G，由于定滑轮上的左边都是钩码和一个测力计在拉绳子，则绳子的拉力为
左边测力计的示数为
手拉右边测力计的挂钩，由力的平衡条件可得，右边测力计的示数（即测力计受到向下的拉力）为
所以
能得出正确结论，故D项符合题意。
故选D。
【点睛】
本题主要考查了定滑轮的实质和工作特点，关键是明确测力计的示数是显示作用在测力计挂钩上的力。
2．D
【详解】
因为动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮的好处是能够省力，但不能改变力的方向。故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
3．B
【详解】
A．由图知，水平使用滑轮组，n=2，拉力端移动速度
v=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s
根据
可知F2的功率
P=F2v=3N×0.2m/s=0.6W
故A正确，不符合题意；
C．不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，由力的平衡条件可得，弹簧测力计的示数
F=3F2=3×3N=9N
故C正确，不符合题意；
D．由图知B和A之间的摩擦力
fB=2F2=2×3N=6N
根据B向左做匀速直线运动可知物体A对B的摩擦力的方向向右，根据力的作用是相互的可知物体B对物体A的摩擦力向左，大小为6N；对于物体A，受到B对A向左的摩擦力fB1=6N，向右的拉力F1=4N，因为A静止，所以地面向右的摩擦力
f地=fB1-F1=6N-4N=2N
故D正确，不符合题意；
B．如果增大F2，B将做加速运动，B对A的压力和接触面的粗糙程度不变，B与A之间的摩擦力不变，A受摩擦力不变，A受到地面的摩擦力也不变，即A的受力情况不变，还是处于静止状态，故B错误，符合题意。
故选B。
4．D
【详解】
AC．由图可知，斜面AB倾斜角度最小，所以沿着AB用的拉力最小；斜面AD倾斜角度最大，沿着AD的拉力最大，又因为速度相同，由
得，沿斜面AD拉动时，拉力功率最大。故AC不符合题意；
BD．把同一物体拉到相同高度，由
W=Gh=mgh
得，拉力做的有用功相同。因三个斜面的粗糙程度相同，沿斜面上滑克服摩擦力做功为
Wf =fs=
则倾角越大，克服摩擦力做功越少，即额外功越小，故拉力做的总功越少，由得，机械效率越高。故B 不符合题意，D符合题意。
故选D。
5．D
【详解】
A定滑轮，故不省力，故拉力等于物重；B一个动滑轮，省一半的力，故拉力为物质的一半；C是滑轮组，两端绳子分担动滑轮和物重，故拉力为物重的一半，而D是3端绳子分担动滑轮和物重，故拉力为物重的三分之一，故D最省力，故D符合题意。
故选D。
6．D
【详解】
对木块乙受力分析可知，其受到重力和拉力，即二力平衡；对左侧滑轮和木块甲整体受力分析，受到两段绳子向上的拉力和甲的重力，即三力平衡，则有
根据可知，甲乙的质量之比为
因为甲、乙木块为同种材质，所以密度相同，根据可知，甲、乙的体积之比为
故选D。
7．D
【详解】
A．由图可知，在提升动滑轮的过程中，由力臂的定义可知，F1的力臂要小于F2的力臂，根据杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越小，动力越大，即
故A不符合题意；
B．在不计摩擦的情况下，用F2提升物体时，动力臂是阻力的2倍，则
故B不符合题意；
C．由图可知，连接OA的直线与F1的力的作用线不垂直，根据力臂定义可知，OA不是F1的力臂，故C不符合题意；
D．根据动滑轮的特点可知，绳子自由端移动的距离是物体上升高度的2倍，故D符合题意。
故选D。
8．A
【详解】
A．滑轮组的机械效率为
故A正确；
B．动滑轮重为
故B错误；
C．拉力的功率为
故C错误；
D．重力与移动的距离垂直，不做功，10s内物体的重力做功为零，故D错误。
故选A。
9．B
【详解】
A．瓶起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；
B．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；
C．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；
D．用动滑轮提升重物，不能改变力的方向，但可省力，动滑轮属于变形的杠杆，故用动滑轮提升重物属于省力杠杆，故D不符合题意。
故选B。
10．C
【详解】
弹簧测力计受到乙对它一个向右的拉力和甲对它一个向左的拉力，处于平衡态，甲静止在地面上，还受到地面对它竖直向上支持力，所以弹簧测力计所受的拉力大小等于乙的重力，故弹簧测力计示数等于乙的重力大小为15N。故选C。
11．C
【详解】
如第一幅图所示，设杠杆上每格的长度为L，由杠杆平衡条件可知
所以
如第二幅图所示，滑轮组的有效段数n=3，所以绳子拉力
如第三幅图所示，对滑轮受力分析可知，滑轮受到竖直向上的拉力F3，以及两个竖直向下的拉力，竖直向下的拉力大小都等于物重G，所以
综上可知，拉力F1、F2和F3的大小关系为F2＜F1＜F3。
故选C。
12．C
【详解】
AB．由题意知，甲向下匀速直线运动，则乙向上匀速直线运动，甲的受力为：竖直向上拉力、摩擦力和竖直向下的重力，那么甲所受拉力即绳子端的拉力
F甲=G甲-f甲=1.8kg×10N/kg+4N=14N
乙的受力为：竖直向上的拉力、竖直向下的重力和摩擦力，那么乙所受的拉力即动滑轮所受的拉力
F乙=G乙+f乙=2kg×10N/kg+2N=22N
那么在不计绳重及时，动滑轮的重力
动滑轮的质量
但定滑轮的质量不一定等于动滑轮的质量，所以无法确定其质量，故AB错误；
C．甲的速度为0.2m/s，则乙的速度
那么乙所受拉力的功率
P=F乙v乙 =22N×0.1m/s=2.2W
故C正确；
D．3s内，甲、乙通过的路程分别为
s甲=v甲t=0.2m/s×3s=0.6m
s乙=v乙t=0.1m/s×3s=0.3m
甲、乙克服摩擦力所做的功分别为
W甲=f甲s甲=4N×0.6m=2.4J
W乙=f乙s乙=2N×0.3m=0.6J
所以
W甲>W乙
故D错误。
故选C。
13． 11 9 小于
【详解】
[1]首先对物体B分析，受到重力和绳子拉力，因为B处于静止状态，因此绳子拉力等于B的重力，即
然后再对滑轮分析，向下受到滑轮自身重力和两股绳子的拉力，向上受到弹簧测力计的拉力，因为滑轮也处于静止状态，因此
带入数据
解得
[2]对A分析，向上受到地面的支持力和绳子拉力，向下受到自身重力，所以
带入数据
解得
根据相互作用力原理，A对地面的压力也等于9N。
[3]因为A在地面上，默认重力势能为0，而B比A高，因此A的重力势能比B小。
14． 甲 70
【详解】
[1]若不使用机械而直接提起重物，拉力向上，如图，甲为定滑轮，拉力方向向下，乙为动滑轮，拉力方向向下，丙为滑轮组，拉力方向向上，所以能改变力的方向的是图甲。
[2]图丙中动滑轮一共有三根绳子承担重力，n＝3，计滑轮重、绳重和摩擦，拉力大小为
15． B 等臂 粗 密
【详解】
[1]由图甲知，用力摁住C点打开夹子时，AC是绕着B点转动的，C点受到的力是动力，A点受到的力是阻力，所以支点是B点。
[2]由题意知，AB=BC即动力臂等于阻力臂，所以是等臂杠杆。
[3]如图乙知，螺丝刀在作用时相当于轮轴，手柄相当于动力臂，作用在手柄上的力是动力，据杠杆的平衡条件知，在阻力和阻力臂不变时，使用手柄粗一些的螺丝刀，相当于增大动力臂，可以减少动力，即更省力。
[4]螺丝钉的螺纹的作用相当于斜面，螺纹密一些的螺丝钉，相当于在斜面的高度不变时，增大斜面的长度，起到省力的作用。
16． 动滑轮 定滑轮 杠杆
【详解】
[1]在拉动时，A的树干与绳子一起运动，起到省力作用，相当于动滑轮。
[2]靠近天花板的轮子，轴是固定不动的，是定滑轮。
[3]石碾子在滚上台阶时，绕着一个点转动，石碾子的重力是阻力，将石碾子推上台阶的力是动力，所以此过程的石碾子相当于杠杆。
17．改变力的方向（方便） 不省力 等臂 省力费距离 省力 几 几分之一 几倍
【详解】
根据定滑轮和动滑轮的特点，总结如下：
①定滑轮：可以改变力的方向，使用方便；但不省力．
实质：定滑轮是一个等臂杠杆．
②动滑轮：使用动滑轮可以省力；但省力费距离．
实质：动滑轮是动力臂是阻力臂二倍的杠杆．
③滑轮组：使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体用的力就是物体重或物体与动滑轮总重的几分之一；绳子移动的距离就是物体移动距离的几倍．
18．（1）因为F1L1=50N×10cm，F2L2=30N×15cm，所以，F1L1>F2L2，故衣架倾倒．
（2）减小挂衣钩的长度（或“在对侧挂衣钩挂物件”“ 圆盘底座换用大理石等更重的材质”）
【详解】
（1）可把衣架看做杠杆，支点在圆底盘的圆周上，动力臂为为
25cm-15cm=10cm
阻力臂为圆的半径15cm．因为
F1L1=50N×10cm，F2L2=30N×15cm
所以
F1L1>F2L2
故衣架倾倒。
（2）为了防止衣架倒下来，从减小动力或动力臂，增大阻力和阻力臂来考虑。
19． 增加 1×105J；65.8%
【详解】
(1)如果起重臂加长，则起重臂的自重增加、对应的力臂增大，而支点左侧的力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，应增大平衡块的重力，即增加平衡块的质量．(2)重物的重力：G＝mg＝500kg×10N/kg＝5000N，当起重机匀速提升重物时，拉力对重物做功，而当起重臂水平旋转，重物没有在拉力的方向上移动距离，此时拉力对重物不做功，所以,整个过程中,起重机钢绳对重物所做的功(增加的机械能):W机＝Fh＝Gh＝5000N×20m＝1×105J；起重机匀速提升重物所用的时间：t1＝ ＝20s,整个过程中消耗的电能：W电＝UI1t1+UI2t2＝380V×18A×20s+380V×5A×8s＝1.368×105J+1.52×104J＝1.52×105J，则起重机将电能转化成机械能的效率：η＝×100%＝×100%65.8%.
【点睛】
（1）如果起重臂加长，则起重臂的自重增加、对应的力臂增大，而支点左侧的力臂不变，根据杠杆平衡条件进行判断．（2）知道物体的质量求出重力；当起重机匀速提升重物时，拉力对重物做功，而当起重臂水平旋转，重物没有在拉力的方向上移动距离，此时拉力对重物不做功；已知物体升高的高度，根据W＝Fs求出钢绳对重物所做的功（增加的机械能）；把物体升高和平移过程中，都消耗电能，根据W＝UIt求出消耗的总电能；根据η＝×100%求出能量转化效率．
20． 便于深井汲水 省力 B 让轮半径大一些或轴半径小一些
【详解】
（1）[1]由题意知，辘轳既省力又便于深井汲水。
（2）[2]由题意知，辘轳的动力作用在轮上，阻力作用在轴上，用轮半径R大于轴半径r，所以是省力杠杆。
（3）[3]桔槔提水时，拉力F使杠杆逆时针转动，石头对杠杆的拉力也是使杠杆逆时针转动，水对杠杆的拉力使杠杆顺时针转动，那么令桔槔顺时针转动的力为
F2=G水-F
而提水时，杠杆匀速转动，据杠杆的平衡条件有
G石l2=(G水-F)l1
所以B选项符合题意。
（4）[4]辘轳是省力杠杆，为了更省力，可以让动力臂更长一些或阻力臂更短一些，即让轮半径大一些，或轴半径小一小。
21． O1C、O1D 刻度是均匀的
（1）考查的是对杠杆平衡条件的掌握和运用，注意O1点位置不变，B受到重力及力臂OC不变，物体A的重力不变，在C处挂上不同重力的物体，移动物体A的位置，根据杠杆的平衡条件推导出A受到重力的力臂L与在C处所挂物重的大小关系，研究刻度是否均匀时，找出不变量是解题的关键；
（2）联系到浮力知识结合杠杆平衡条件才能解答
【详解】
根据题意知道，O1点位置是杠杆的支点，B的重力和力臂O1C不变，物体A的重力不变，由杠杆平衡条件知道：GA×O1C=GB ×O1 D，所以，为了测出B的重力，需要测量是O1 C、O1 D；根据题意，设待测物体重为G，物A距离O1点为L ，由杠杆平衡条件知道，G×O1 C=GA ×L，即，又因为为定值，所以，L与G成正比，故该杠杆的刻度是均匀的；
（2）由于O2 是棒的中点，所以O2 C=O2 E=L1 ，当杠杠的左端C处挂物体N，右端E处挂M，杠杠在水平位置平衡时，由杠杠平衡条件可知：；当物体N浸没在油中时，物体N受到浮力作用，物体M挂在D处，此时杠杠在水平位置平衡，由杠杠平衡条件知道：，由以上两式解得：．
答案第1页，共2页
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